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多个样本均数间两两比较
 
摘要: 多个样本均数作比较时,经方差分析,若认为各总体均数间有差别,常需进一步确定哪两个总体均数间有差别,哪两个间没有差别。



多个样本均数作比较时,经方差分析,若认为各总体均数间有差别,常需进一步确定哪两个总体均数间有差别,哪两个间没有差别。为此,可利用方差分析提供的信息作样本均数间的两两比较,又称多重比较。如A、B、C三个样本均数的两两比较有A与B、B与C、A与C三种情况;A、B、C、D四个样本均数的两两比较有六种情况;k个样本均数比较有(k2)=k(k-1)/2种情况。进行两两比较有多种方法,本条目介绍Newman-Keuls检验、Duncan检验、Tukey检验、最小显著差检验及Scheffe检验。它们的理论依据、应用条件有所不同,其中前二种较为多用。

Newman-Keuls检验 (D.Newman,1939; M.Ke-uls,1952) 亦称Student-Newman-Kenls (SNK)检验。计算统计量q值的公式为

式中A-B为两两比较中的任何两个对比组均数之差值;为差值的标准误;MS组内为方差分析的组内均方; n为各样本的例数或平均例数。本法步骤如下:

(1)将k组的均数从大到小排列:,然后按其顺序列出对比组,如表6第(1)栏为对比组的代号,即从最大均数开始,顺次与其他各组对比;然后以次大均数与各组对比,依此类推。

(2) 计算对比组的两均数之差,如表6第(2)栏。

(3) 写出均数按大小排列时,两对比组范围内包含的组数α。 如对比,α=2;对比,α=3;对比,α=k,如表6第(3)栏。

(4)将方差分析表中MS组内代入式(2)得sA-B,将其与两均数之差代入式(1)得q值。如表6第(4)栏。

(5) 按MS组内的自由度v和组数α查表1q界值表得P值,按所取检验水准作出推断结论。

若各组例数不等,只须将式(2)改为式(3)即可,其余步骤不变。

式中nA与nB分别为第A组与第B组的例数。

Duncan检验(D.B.Duncan,1955) 亦称Duncan新法,以区别于Duncan于1951年提出的方法。本法除用表2q界值表代替表1外,其余同Newman-Keuls检验,包括各组例数不同的处理。表2与表1不同的是当α≥3时表2的q界值皆小于表1的相应界值。

Tukey检验(J.W.Tukey,1953) 本法要求各组例数相等。它与Newman-Keuls检验不同的只是不论α值大小,一律用组数α=k(即比较的全部组数)查表1q界值表。因此对同一资料,Tukey检验的界值即New-man-Keuls检验的最大界值。

最小显著差(LSD)检验 本法要求各组例数相等。它与Newman-Keuls检验不同的只是不论α值大小,一律用组数α=2查表1q界值表。因此对同一资料本法界值即Newman-Keuls检验的最小界值。

表1 Newman-Keuls检验用q界值表

上行:P=0.05,下行:P=0.01

v

组 数,a

2

3

4

5

6

7

8

9

10

5

3.64
5.70

4.60
6.98

5.22
7.80

5.67
8.42

6.03
8.91

6.33
9.32

6.58
9.67

6.80
9.97

6.99
10.24

6

3.46
5.24

4.34
6.33

4.90
7.03

5.30
7.56

5.63
7.97

5.90
8.32

6.12
8.61

6.32
8.87

6.49
9.10

7

3.34
4.95

4.16
5.92

4.68
6.54

5.06
7.01

5.36
7.37

5.61
7.68

5.82
7.94

6.00
8.17

6.16
8.37

8

3.26
4.75

4.04
5.64

4.53
6.20

4.89
6.62

5.17
6.96

5.40
7.24

5.60
7.47

5.77
7.68

5.92
7.86

9

3.20
4.60

3.95
5.43

4.41
5.96

4.76
6.35

5.02
6.66

5.24
6.91

5.43
7.13

5.59
7.33

5.74
7.49

10

3.15
4.48

3.88
5.27

4.33
5.77

4.65
6.14

4.91
6.43

5.12
6.67

5.30
6.87

5.46
7.05

5.60
7.21

12

3.08
4.32

3.77
5.05

4.20
5.50

4.51
5.84

4.75
6.10

4.95
6.32

5.12
6.51

5.27
6.67

5.39
6.81

14

3.03
4.21

3.70
4.89

4.11
5.32

4.41
5.63

4.64
5.88

4.83
6.08

4.99
6.26

5.13
6.41

5.25
6.54

16

3.00
4.13

3.65
4.79

4.05
5.19

4.33
5.49

4.56
5.72

4.74
5.92

4.90
6.08

5.03
6.22

5.15
6.35

18

2.97
4.07

3.61
4.70

4.00
5.09

4.28
5.38

4.49
5.60

4.67
5.79

4.82
5.94

4.96
6.08

5.07
6.20

20

2.95
4.02

3.58
4.64

3.96
5.02

4.23
5.29

4.45
5.51

4.62
5.69

4.77
5.84

4.90
5.97

5.01
6.09

30

2.89
3.89

3.49
4.45

3.85
4.80

4.10
5.05

4.30
5.24

4.46
5.40

4.60
5.54

4.72
5.65

4.82
5.76

40

2.86
3.82

3.44
4.37

3.79
4.70

4.04
4.93

4.23
5.11

4.39
5.26

4.52
5.39

4.63
5.50

4.73
5.60

60

2.83
3.76

3.40
4.28

3.74
4.59

3.98
4.82

4.16
4.99

4.31
5.13

4.44
5.25

4.55
5.36

4.65
5.45

120

2.80
3.70

3.36
4.20

3.68
4.50

3.92
4.71

4.10
4.87

4.24
5.01

4.36
5.12

4.47
5.21

4.56
5.30

2.77
3.64

3.31
4.12

3.63
4.40

3.86
4.60

4.03
4.76

4.17
4.88

4.29
4.99

4.39
5.08

4.47
5.16

摘自 Beyer WH:Handbook of Tables for Probabi lity and Statistics,second edition,p362,p364,CRC Press,Inc.,1979

表2 Duncan检验用q界值表

上行: P=0.05,下行: P=0.01

v

组 数,a

2

3

4

5

6

7

8

9

10

5

3.64
5.70

3.74
5.96

3.79
6.11

3.83
6.18

3.83
6.26

3.83
6.33

3.83
6.40

3.83
6.44

3.83
6.5

6

3.46
5.24

3.58
5.51

3.64
5.65

3.68
5.73

3.68
5.81

3.68
5.88

3.68
5.95

3.68
6.00

3.68
6.0

7

3.35
4.95

3.47
5.22

3.54
5.37

3.58
5.45

3.60
5.53

3.61
5.61

3.61
5.69

3.61
5.73

3.61
5.8

8

3.26
4.74

3.39
5.00

3.47
5.14

3.52
5.23

3.55
5.32

3.56
5.40

3.56
5.47

3.56
5.51

3.56
5.5

9

3.20
4.60

3.34
4.86

3.41
4.99

3.47
5.08

3.50
5.17

3.52
5.25

3.52
5.32

3.52
5.36

3.52
5.4

10

3.15
4.48

3.30
4.73

3.37
4.88

3.43
4.96

3.46
5.06

3.47
5.13

3.47
5.20

3.47
5.24

3.47
5.28

12

3.08
4.32

3.23
4.55

3.33
4.68

3.36
4.76

3.40
4.84

3.42
4.92

3.44
4.96

3.44
5.02

3.46
5.07

14

3.03
4.21

3.18
4.42

3.27
4.55

3.33
4.63

3.37
4.70

3.39
4.78

3.41
4.83

3.42
4.87

3.44
4.91

16

3.00
4.13

3.15
4.34

3.23
4.45

3.30
4.54

3.34
4.60

3.37
4.67

3.39
4.72

3.41
4.76

3.43
4.79

18

2.97
4.07

3.12
4.27

3.21
4.38

3.27
4.46

3.32
4.53

3.35
4.59

3.37
4.64

3.39
4.68

3.41
4.71

20

2.95
4.02

3.10
4.22

3.18
4.33

3.25
4.40

3.30
4.47

3.34
4.53

3.36
4.58

3.38
4.61

3.40
4.65

30

2.89
3.89

3.04
4.06

3.12
4.16

3.20
4.22

3.25
4.32

3.29
4.36

3.32
4.41

3.35
4.45

3.37
4.48

40

2.86
3.82

3.01
3.99

3.10
4.10

3.17
4.17

3.22
4.24

3.27
4.30

3.30
4.34

3.33
4.37

3.35
4.41

60

2.83
3.76

2.98
3.92

3.08
4.03

3.14
4.12

3.20
4.17

3.24
4.23

3.28
4.27

3.31
4.31

3.33
4.34

100

2.80
3.71

2.95
3.86

3.05
3.98

3.12
4.06

3.18
4.11

3.22
4.17

3.26
4.21

3.29
4.25

3.32
4.29

2.77
3.64

2.92
3.80

3.02
3.90

3.09
3.98

3.15
4.04

3.19
4.09

3.23
4.14

3.26
4.17

3.29
4.20

摘自 Duncan DB: Multiple range and multiple F tests,Biometrics,11: 1,1955

Scheffe检验(H. Schffe,1959) 用式(4)、式(5)计算统计量S值。

注意:式(4)与式(1)相似,但式(5)与式(3)不同。经F检验多个样本均数间有差别,则用Scheffe检验一定可找到有差别的对比组。求得S值后,查表3 S界值表得P值,按所取检验水准作出推断结论。表3中的v亦为MS组内的自由度,k为处理组的个数。由此可见,此表与a无关。

表3 Scheffé检验用S界值表

上行: P=0.05,下行 P=0.01

v

k-1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

5

3.40
5.15

4.03
6.01

4.56
6.75

5.03
7.41

5.45
8.00

5.84
8.56

6.21
9.07

6.55
9.56

6.88
10.03

6

3.21
4.67

3.78
5.42

4.26
6.05

4.68
6.61

5.07
7.13

5.43
7.60

5.76
8.05

6.07
8.47

6.37
8.87

7

3.08
4.37

3.61
5.04

4.06
5.60

4.46
6.11

4.82
6.57

5.15
7.00

5.46
7.40

5.75
7.78

6.03
8.14

8

2.99
4.16

3.49
4.77

3.92
5.29

4.29
5.76

4.64
6.18

4.95
6.58

5.24
6.94

5.52
7.29

5.79
7.63

9

2.92
4.01

3.40
4.58

3.81
5.07

4.17
5.50

4.50
5.90

4.80
6.27

5.08
6.61

5.35
6.94

5.60
7.25

10

2.86
3.89

3.34
4.43

3.73
4.90

4.08
5.31

4.39
5.68

4.68
6.03

4.96
6.36

5.21
6.67

5.46
6.96

12

2.79
3.72

3.24
4.23

3.61
4.65

3.94
5.03

4.24
5.38

4.52
5.70

4.77
6.00

5.02
6.28

5.25
6.55

14

2.73
3.61

3.17
4.09

3.53
4.49

3.85
4.85

4.13
5.17

4.40
5.47

4.65
5.75

4.88
6.02

5.10
6.28

16

2.70
3.53

3.12
3.98

3.47
4.37

3.78
4.71

4.06
5.02

4.31
5.31

4.55
5.58

4.78
5.83

4.99
6.08

18

2.67
3.47

3.08
3.91

3.42
4.28

3.72
4.61

4.00
4.91

4.25
5.19

4.48
5.44

4.70
5.69

4.91
5.92

20

2.64
3.42

3.05
3.85

3.39
4.21

3.68
4.53

3.95
4.82

4.20
5.09

4.42
5.34

4.64
5.58

4.85
5.80

30

2.58
3.28

2.96
3.68

3.28
4.01

3.56
4.30

3.81
4.57

4.04
4.81

4.26
5.04

4.46
5.25

4.65
5.46

40

2.54
3.22

2.92
3.60

3.23
3.91

3.50
4.19

3.74
4.44

3.97
4.68

4.18
4.89

4.37
5.10

4.56
5.29

60

2.51
3.16

2.88
3.52

3.18
3.82

3.44
4.09

3.68
4.33

3.89
4.55

4.10
4.75

4.28
4.95

4.46
5.13

120

2.48
3.09

2.84
3.44

3.13
3.73

3.38
3.98

3.61
4.21

3.82
4.42

4.02
4.62

4.20
4.80

4.37
4.97

2.45
3.03

2.80
3.37

3.08
3.64

3.33
3.88

3.55
4.10

3.75
4.30

3.94
4.48

4.11
4.65

4.28
4.82

摘自 山内二郎:統計数值表,66,JSA-1972。

例1 用四种饲料喂大白鼠,测得其肝重占体重的百分比值见表4,经方差分析见表5,得P<0.01,故认为不同饲料组的肝重比值有差别。为获得进一步的结论,试进行两两比较。

表4 四种饲料喂大白鼠后的肝重比值(%)

 

I号

II号

III号

IV号

X

2.62
2.23
2.36
2.40

2.82
2.76
2.43
2.73

2.91
3.02
3.28
3.18

3.92
3.02
3.30
3.04

 

2.40

2.69

3.10

3.32

表5 表3资料的方差分析

变异来源

SS

v

MS

F

2.807375

15

 

 

组 间
组 内

2.027525
0.779850

3
12

0.6758
0.0650

10.40

H0: μA=μB,即各总体均数两两相等;

H1: μA≠μB,即各总体均数不等或不全相等。

α=0.05。

(1) Newman-Keuls检验。

四组均数按大小顺序排列

IV号

III号

II号

I号

3.32

3.10

2.69

2.40

各对比组、两均数之差、组数α见表6第(1)~(3)栏。按式(2)得

按式(1)得各对比组q值,见表6第(4)栏。

以v=12及α查表1得各P值,见表6第(5)栏。

表6 四种饲料组肝重比值均数间的两两比较

*表示P<0.05,**表示P<0.01,无*表示P>0.05。

(2) Duncan检验。得表6第(1)~(4)栏后,以v=12及α查表2得各P值,见表6第(6)栏。

(3) Tukey检验。得表6第(1)、(2)、(4)栏后,以v=12,α=4查表1得各P值,见表6第(7)栏。

(4)最小显著差检验。得表6第(1)、(2)、(4)栏后,以v=12,α=2查表1得各P值,见表6第(8)栏。

由表6第(5)~(8)栏可见:按α=0.05水准,四种方法检验结论基本一致:除Ⅰ、Ⅱ号饲料间及Ⅲ、Ⅳ号饲料间肝重比值无差别(均不拒绝H0)外,其余的任何两种饲料间肝重比值均有差别(Ⅲ与Ⅱ比较除Tukey检验为P>0.05外,其他三法都是P<0.05,均拒绝H0,接受H1),可以认为喂Ⅲ、Ⅳ号饲料大白鼠的肝重比值较喂Ⅰ、Ⅱ号的为高。

例2 三种药分别用于小白鼠后,平均延迟咳嗽时间见表7,经方差分析(表8),得P<0.05,可认为三种药的延迟咳嗽时间不同。为获得进一步的结论,试进行两两比较。

表7 三种药使小白鼠平均延迟咳嗽时间

药 物

例 数
n

平均延迟时间(秒)

复方一(I)
复方二(II)
可待因(III)

15
15
10

31.67
44.00
60.50

表8 方差分析

变异来源

SS

v

MS

F

31810.00

39

 

 

组 间
组 内

4994.17
26815.83

2
37

2497.08
724.75

3.45

H0:μ A=μB,

H1: μA≠μB。

α=0.05。

(1) Newman-Keuls检验。按式(3)得

得表9第(1)~(4)栏后,以v=37及α查表1得各P值,P<0.05者在q值右上角记“*”,P>0.05者无“*”。

(2) Duncan检验。得表9第(1)~(4)栏后,以v=37及α查表2得各P值,结果同Newman-Keuls检验。

(3) Scheffe检验。按式(5)

得表9第(1)、(2)栏及第(5)栏[按式(4)]后,以v=37,k=3查表3得各P值,P<0.05者在S值右上角记“*”,P>0.05者无“*”。

表9 三种药平均延迟咳嗽时间的两两比较

上述三种方法检验结果按a = 0.05水准结论相同,即可以认为三种药中可待因延迟小白鼠咳嗽的时间比复方一长,其余没有差别。

多组均数间的两两比较时应注意:

(1) 如果都用t检验来推断,则将明显增大Ⅰ型错误a。例如作t检验时的a=0.05,共需作6个比较,则6次t检验的实际水准变为1-(1-0.05)=0.265, 比0.05大多了。

(2) Newman-Keuls检验和Duncan检验由于采用多重界值,故检验的准确性较高。四种方法的敏感度不同: 最小显著差检验最大 (由于一律用a=2时的界值,界点最低),Duncan检验次之,Newman-Keuls检验又次之 (此法除a=2外,界值均较Duncan检验为高),Tukey检验最低 (由于一律用a=k时的界值,界点最高)。

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  • 发布时间: 2013-01-06
  • 更新时间: 2013-01-06

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